融合城市設(shè)計的跨坐式單軌選線設(shè)計

蒲建錦

(中國鐵路設(shè)計集團有限公司廣東分公司，廣東深圳 518052)

跨坐式單軌作為中運量城市軌道交通系統(tǒng)制式之一，主要采用結(jié)構(gòu)輕盈的軌道梁進行高架敷設(shè)，具有建設(shè)周期短、投資較地鐵少、噪聲小、轉(zhuǎn)彎半徑小、爬坡能力強、行駛平穩(wěn)等優(yōu)點，對城市交通的改善與環(huán)境美化有很好的效果[1-3]，已在重慶有成功的應(yīng)用經(jīng)驗，深圳、蕪湖、汕頭、中山、廣安等城市也處于規(guī)劃或建設(shè)過程中。以下闡述軌道交通選線方法和城市設(shè)計理論，探討將城市設(shè)計中對空間、建筑、居民心理、視覺等方面的構(gòu)造分析方法融入跨坐式單軌選線設(shè)計的必要性和可行性，介紹了典型城市空間要素中融合城市設(shè)計的跨坐式單軌選線設(shè)計實施過程，可為相關(guān)跨坐式單軌選線設(shè)計提供一定的參考。

1 選線設(shè)計方法和城市設(shè)計理論

1.1 軌道交通選線設(shè)計方法

軌道交通的線路是一條三維空間帶狀實體，線路的空間位置由其平面和縱斷面決定。在城市軌道交通項目中，線路是機車車輛和列車運行的基礎(chǔ)，其線路設(shè)計主要是合理運用相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準，通過方案比選，確定線路走向、車站分布，并通過平、縱、橫斷面設(shè)計，用坐標(biāo)、高程精確地確定線路位置[4]。

線路、站位設(shè)計需收集的基礎(chǔ)資料有：城市總體規(guī)劃、線路功能定位、近期建設(shè)規(guī)劃、路網(wǎng)規(guī)劃等上位規(guī)劃[5]，以及市政管線資料、沿線建筑物紅線、樁基等基礎(chǔ)資料，在分析客流的基礎(chǔ)上，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，選擇合適的線路走向和車站分布，進行線路平、縱、橫設(shè)計。

1.2 城市設(shè)計理論和方法

城市設(shè)計是一種關(guān)注城市規(guī)劃布局、城市面貌、城鎮(zhèn)功能及城市公共空間的一門學(xué)科。城市設(shè)計以改善城市空間環(huán)境質(zhì)量為目標(biāo)，對城鎮(zhèn)建筑環(huán)境中的空間進行組織和優(yōu)化[6]。

城市設(shè)計可以作為建筑設(shè)計與城市規(guī)劃間的紐帶。城市規(guī)劃涉及城市整體宏觀層面的資源分配，包括經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃、社會規(guī)劃、政策確定和物質(zhì)規(guī)劃四個方面，決定城市性質(zhì)、片區(qū)規(guī)劃、用地性質(zhì)、配套設(shè)施、交通市政等需求，而城市設(shè)計更多涉及三維的城市空間結(jié)構(gòu)、建筑群落布局、開放空間以及人的心理感性影響等方面。建筑設(shè)計多從建筑設(shè)計師或業(yè)主的價值取向出發(fā)，關(guān)注功能、造價和美觀等內(nèi)容，而城市設(shè)計更多反映公眾的利益和意志，工作對象多是包括城市外部空間的開放空間。

城市設(shè)計的方法和主要內(nèi)容可以根據(jù)具體設(shè)計對象的空間尺度確定。就空間尺度而言，城市設(shè)計可分為宏觀、中觀和微觀[7]。宏觀城市設(shè)計又稱區(qū)域級的城市設(shè)計，它的目的是為城市規(guī)劃提供一個基于公眾利益的形體設(shè)計標(biāo)準，包括市域用地形態(tài)、空間結(jié)構(gòu)和景觀、開放空間、道路格局、城市天際線和標(biāo)志性建筑布局等內(nèi)容。中觀尺度城市設(shè)計是片區(qū)級城市設(shè)計，涉及城市中功能相對獨立并具有整體環(huán)境性的街區(qū)，其目標(biāo)是基于城市總體規(guī)劃確定的原則，對包括自然景觀和人造景觀在內(nèi)的建成區(qū)城市整體價值進行分析，對城市空間結(jié)構(gòu)和形態(tài)進行控制。微觀城市設(shè)計是地段級城市設(shè)計，涉及具體的建筑物設(shè)計及其較小范圍內(nèi)的形體環(huán)境。這一層次多與建筑設(shè)計配合，是最常見的城市設(shè)計內(nèi)容。

2 將城市設(shè)計融入到軌道交通選線設(shè)計

跨坐式單軌交通線路主要延城市道路敷設(shè)，而城市道路車輛行人密集，道路下方雨污水、電力電信、燃氣光纜等管線眾多，道路兩側(cè)建筑物密集，道路交叉口關(guān)系復(fù)雜。如何充分高效地利用日益寶貴的城市公共空間布置線路和車站，必須經(jīng)過詳細縝密的設(shè)計。在線路設(shè)計中景觀、環(huán)境的協(xié)調(diào)一直都是線路設(shè)計的重要因素之一，過去一般采取避讓或減輕線路對環(huán)境影響的手段，較少將城鎮(zhèn)空間和線路走向有機結(jié)合。近年來，隨著城市化進程的不斷發(fā)展，包括跨坐式單軌在內(nèi)的城市高架交通的景觀效果受到越來越多的重視，但是仍然缺少將城市公共空間、線路、景觀統(tǒng)籌考慮的系統(tǒng)理論和方法。城市設(shè)計和軌道交通線路設(shè)計都涉及城市公共空間，可以通過城市公共空間這個紐帶將二者結(jié)合[8]，更好地服務(wù)于城市建設(shè)、城市居民出行，以及人們對更美好居住環(huán)境的訴求。

城市空間要素和景觀構(gòu)成是最典型的城市設(shè)計對象。城市設(shè)計的要素包括土地利用、建筑形態(tài)及其組合、開放空間、步行街區(qū)、交通和停車、城市色彩、保護和改造、城市環(huán)境設(shè)計與建筑小品。城市設(shè)計對象中的城市空間要素包含了交通、開放空間、土地利用等線路設(shè)計也必須關(guān)注和分析研究的對象。

城市軌道交通規(guī)劃選線是一項系統(tǒng)工程，必須統(tǒng)籌宏觀規(guī)劃和微觀分析，做到有層次可持續(xù)。只有以城市總體規(guī)劃為基礎(chǔ)，充分考慮資源共享及工程可實施性，注意環(huán)境保護和節(jié)能，才能規(guī)劃出一條安全可靠、節(jié)能環(huán)保、有利運營、環(huán)境友好的線路[9]。

城市軌道交通規(guī)劃選線中的宏微觀研究與城市設(shè)計中不同空間尺度的宏觀、中觀和微觀發(fā)生交集，宏觀級城市設(shè)計與軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃，中觀城市設(shè)計與區(qū)域級軌道交通線路設(shè)計的路由選擇，微觀城市設(shè)計和線路設(shè)計中確定線路平縱斷面的具體空間位置都存在關(guān)聯(lián)。

線路設(shè)計作為城市軌道交通的龍頭，直接和間接地影響跨坐式單軌建設(shè)中和建設(shè)后的自然景觀和人文景觀，包括施工過程中道路占用、高架線路對城市空間的分割和引導(dǎo)、運行車輛的環(huán)境噪聲振動及沿線居民個人隱私的保護等[10-11]。

通過城市設(shè)計，對城市空間結(jié)構(gòu)、建筑群落布局、開放空間以及人的心理影響進行綜合分析優(yōu)化，合理提升軌道交通沿線土地利用價值，特別是可開發(fā)面積較大的停車場、車輛段、控制中心和部分車站等，反哺軌道交通建設(shè)投資和運營成本。城市設(shè)計框架下的軌道交通建設(shè)可促進城市化進程和城市更新，豐富城市景觀，提升居民幸福感，更好地達到經(jīng)濟、社會、環(huán)境的協(xié)調(diào)一致與可持續(xù)發(fā)展。

3 不同空間要素條件下的跨坐式單軌選線

與地下敷設(shè)方式相比，跨坐式單軌對城市空間、景觀生態(tài)、視覺心理產(chǎn)生的影響更大。軌道交通空間跨度大，與所經(jīng)過區(qū)域的外部自然生態(tài)環(huán)境、政府部門、企事業(yè)單位和居住社區(qū)等關(guān)聯(lián)情況復(fù)雜，利益訴求多樣，協(xié)調(diào)工作繁重。城市設(shè)計串連城市規(guī)劃和建筑設(shè)計、景觀設(shè)計，關(guān)注城市公共空間，同時又承載和引導(dǎo)社會精神文化的物質(zhì)空間。通過城市公共空間這個紐帶把跨坐式單軌選線和城市設(shè)計聯(lián)系起來，這些公共空間包括：城市道路、廣場、中心區(qū)、濱水區(qū)等。

3.1 沿城市道路敷設(shè)的線路平縱斷面設(shè)計

跨坐式單軌一般沿城市道路敷設(shè)，設(shè)計需考慮的因素主要包括：線路位于路中或路側(cè)、線路與周邊房屋的距離、線路縱斷面的坡度與高度、站位與周邊建筑物的位置關(guān)系、路口位置處線路平縱斷面設(shè)置、工程投資及運營成本[12]等。

從城市設(shè)計角度看，道路是基本的城市線性開放空間，發(fā)揮了提供交通功能和居民公共活動空間的功能。跨坐式單軌一般沿城市道路敷設(shè)，除滿足線路本身要求外，應(yīng)重視道路空間的交通需求、步行要求和生活功能要求，重視機動車駕乘人員的視覺要求，優(yōu)先考慮交通流量、效率、安全和視覺連續(xù)以及城市對外門戶的景觀要求。應(yīng)與政府規(guī)劃部門、沿線機關(guān)和企事業(yè)單位、居民社區(qū)充分溝通，對周邊地塊城市更新、街道改造等規(guī)劃和可能性進行統(tǒng)籌協(xié)商，合理利用天空、周邊建筑和路面構(gòu)成的街道公共空間。

合理設(shè)計車站的建筑體量、橋墩的大小及橋下凈空高度等，減少對道路空間的壓縮；設(shè)置流暢的線路空間形狀及合理的縱向坡度，減少行人視覺不連貫和線路對天空的分割；合理布置站點位置、出入口位置；利用適當(dāng)?shù)慕志安贾煤蛥f(xié)調(diào)視覺效果，同時充分利用進退，對景，框景，節(jié)律等手段使跨坐式單軌、建構(gòu)筑物、道路車道和步行空間充分配合。充分利用三維選線、數(shù)字高程模型、BIM等先進技術(shù)對線路和周圍城市開放空間的空間協(xié)調(diào)性和行人視覺效果進行可視化的直觀判斷[13-14]。

3.2 廣場、中心城區(qū)和濱水區(qū)的跨坐式單軌選線設(shè)計

廣場、中心城區(qū)和濱水區(qū)是城市有機組成中不可缺少的部分，其主題和特色鮮明，具有開放性、可達性和大眾性等特點。跨坐式單軌線路在途經(jīng)這些區(qū)域時應(yīng)做好對人的使用活動的支持，綜合生態(tài)學(xué)、環(huán)境心理學(xué)和行為科學(xué)，減少對人的活動的負面影響，如噪聲、光污染，適當(dāng)增加正面影響，保證這些區(qū)域活動和功能的連續(xù)性。

廣場是由建筑物、構(gòu)筑物和綠化合圍而成的開放空間，可以分為市政廣場、商業(yè)廣場、交通廣場和綜合廣場等。方案設(shè)計時應(yīng)盡量減少穿越，以保證廣場的整體完整、尺度控制、步行適宜和生態(tài)連續(xù)性要求。城市中心區(qū)是指城市中供市民進行公共活動的地方，包括商業(yè)中心、市民中心、居住社區(qū)中心等。如果需要同時將單軌交通作為廣場的一道風(fēng)景，可以參考視覺因素公式[6]。用D表示人與跨坐式單軌間水平距離，用H表示跨坐式單軌縱斷面相對人水平視線的高程，如(圖1所示)，則有：

圖1 視覺因素公式示意

(1)當(dāng)D/H=1時，即垂直視角為45°，可以看清實體細部，給行人內(nèi)聚和安定感。

(2)當(dāng)D/H=2時，即垂直視角為27°，可以看清實體整體，內(nèi)聚向心且不致產(chǎn)生閑散感；

(3)當(dāng)D/H=3時，即垂直視角為18°，可以看清實體和背景的關(guān)系，但空間較離散。

可以利用這種尺度適配原則，根據(jù)廣場、中心區(qū)、濱水區(qū)的不同使用功能和主題要求，在廣場、中心區(qū)和濱水區(qū)布置線路的空間位置，使跨坐式單軌線路與周邊建筑景觀一致。通過合理設(shè)置車站結(jié)構(gòu)形式、色彩、綠化、附屬構(gòu)造物以及照明等跨坐式單軌線路要素，力求在與環(huán)境協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上成為廣場空間、中心區(qū)和濱水區(qū)的一部分，表現(xiàn)其特有的地域性和文化性[15]。

4 結(jié)論

對城市設(shè)計和跨坐式單軌選線的理論方法進行了歸納闡述，論證了將城市設(shè)計理念融入到跨坐式單軌選線的可行性和必要性，并結(jié)合不同城市空間要素的特點，借助城市設(shè)計的理念，優(yōu)化跨坐式單軌線路的平縱斷面布置，為線路方案的技術(shù)經(jīng)濟比較提供比較科學(xué)的依據(jù)。

為實現(xiàn)跨坐式單軌的功能需求，按照城市設(shè)計的靈活性、成長性和松弛適配等原則，通過區(qū)分不同城市公共空間，關(guān)注人與社會要素，合理利用軌道交通提升城市環(huán)境質(zhì)量，方便市民出行，增加土地物業(yè)開發(fā)價值，有助于設(shè)計出既可以有效引導(dǎo)城市發(fā)展、疏導(dǎo)客流，又可以與城市開放空間協(xié)調(diào)統(tǒng)一、可持續(xù)發(fā)展的軌道線路。